Система смазывания

Система смазывания в газотурбинной установке обеспечивает смазкой все опорные и упорные подшипники, зубчатую передачу и валопровод, навешенные механизмы, а также систему регулирования.

Таким образом масло в газотурбинных установках выполняет тройную функцию: смазывает трущиеся поверхности в подшипниках, охлаждает части путем непрерывной циркуляции и служит гидравлической средой в органах регулирования и управления. Основным свойством смазочных масел является вязкость. Величина условной вязкости турбинных масел при t=50°С должна находится в пределах 2,9 ... 6,5 ° Энглера.

При больших удельных давлениях и небольших скоростях вра­щения применяются вязкие масла. Для больших скоростей вращения шейки желательно применять менее вязкие масла.

Это объясняется тем, что чем больше скорость вращения шейки вала в гребне упорного подшипника, тем сильнее масло нагнетается в зазор, образуя масляный клин, и тем лучше вал отделяется от баббитовой поверхности, снижая коэффициент трения скольжения. Следовательно, при больших скоростях нет надобности в масле с большой вязкостью.

В зацеплении редукторов при больших скоростях имеет значение прилипаемость, зависящая главным образом от вязкости. Масло с малой вязкостью при больших скоростях с зубцов слетает, нагревая кожух передачи (кинетическая энергия при ударе капель масла о кожух превращается в тепло), в результате чего на зацеплении остается недостаточный слой смазки.

Поэтому для определенного типа газотурбоагрегата следует применять масло только той вязкости, которая предусмотрена инст­рукцией.

Суда с главными газотурбинными двигателями оборудуют циркуляционными системами смазывания, которые по способу создания напора у мест смазки могут подразделяться на гравитационные и напорные.

Гравитационная система характеризуется тем, что главные масляные насосы не подают масло непосредственно к местам смазки, а перекачивают его из сточной цистерны в напорную расположенную на высоте 7...10м над уровнем оси двигателя. В ней создается аварийный запас масла, на случай отказа главного масляного насоса, достаточный для работы установки в течение нескольких минут.

В такой системе давление масла, поступающего в двигатель, всегда постоянно и не зависит от расхода масла в системе. Кроме того, в напорной цистерне происходит дополнительный отстой масла и отделение от него газообразных включений.

В напорных системах давление в местах смазки создается насо­сом, откачивающим масло из сточных цистерн.

В энергетической установке с одним главным двигателем необходимо иметь один основной и один резервный насос циркуляционной смазки. В случае установки двух главных двигателей в одном помещении достаточно иметь по одному масляному насосу на каждый двигатель и один резервный насос с независимым приводом производительностью, необходимой для обеспечения работы каждого двигателя.

Принципиальная схема системы смазывания ГТУ гравитационного типа показана на Рис. 56.

Рис. 56. Принципиальная схема системы смазывания ГТУ

В состав системы смазывания входят:

- два главных масляных вертикальных пяти винтовых насоса с приводом от электродвигателя, один из насосов служит резервным и включается в работу автоматически при падении давления в трубопроводе;

- масляный трех винтовой электронасос аварийного выбега ГТУ, предназначенный для обеспечения смазывания ГТУ до полной остановки; насос включается в работу автоматически от аварийного дизель-генератора в момент обесточивания судна;

- два маслоохладителя кожухотрубного типа, в которых забортная вода идет по трубкам, а масло между трубками;

- сетчато-магнитный фильтр;

- главный сдвоенный сетчатый масляный фильтр;

- сточная масляная цистерна, расположенная в междудонном пространстве; эта цистерна оборудована измерительной трубой с футштоком и самозапорной головкой, воздушной трубой, змеевиками общего обогрева и горловинами для осмотра и ремонта.

- напорная масляная цистерна, состоящая из двух секций и расположенная на шлюпочной палубе; цистерна оборудована указательной колонкой, воздушной и переливной трубами, змеевиками для подогрева масла и датчиками нижнего допустимого уровня масла.

Из сточной масляной цистерны через приемную трубу и невоз­вратный запорный клапан 1, магнитный фильтр 2, клинкетную задвижку 4 или 5 масло принимают одним из главных электронасосов. От насосов через невозвратно-запорный клапан 6 или 7, сетчатый фильтр 8, клинкетную задвижку 10 или 11 масло поступает на один из маслоохладителей 12 или 13 и затем в одну из секций напорной масляной цистерны, откуда самотеком направляется к коллекторам редуктора, компрессоров и турбин. При неисправности напорной масляной цистерны предусмотрена возможность подачи масла в систему ГТУ, минуя эту цистерну, через невозвратно-запорный клапан 19.

От импульсной трубы напорной масляной цистерны масло через клапан 16 или 17 направляется впереливную трубу и по ней в сточную цистерну ГТУ. За переливом масла ведут наблюдение через смотровой фонарь 14 из машинного отделения, а также из центрального поста управления ГТУ - через смотровой фонарь 20. Ниже клапанов 16 и 17 имеется отбор масла к реле давления защиты ГТУ и на автоматическое включение резервного масляного насоса 3.

В систему автоматического регулирования и защиты ГТУ масло подводится от напорной магистрали через фильтр тонкой очистки 9 по трубопроводу, идущему к газотурбинной установке. Опорожнение напорной масляной цистерны производится через клапаны 15 и 18 по переливным трубам в сточную цистерну. Масло от подшипников, коробок приводов турбин, поддона редуктора и из ступеней редуктора сливается в сточную цистерну ГТУ.

Работа масла в ГТУ имеет характерные для этих типов двигателей особенности, которые обусловлены их конструкцией и условиями работы. Наиболее тяжелыми являются условия работы масла непосредственно в двигателе - в подшипниках компрессоров и особенно турбин. Если температура масла на входе в ГТД изменяется от 20 до 50°С, то на выходе из двигателя оно составляет 100...120°С. В отдельных эпизодах, например температура масла на выходе из задней опоры компрессора может достигнуть 150...160°С, а на выходе из опор турбин 160...180°С. При контакте с нагретыми деталями масло интенсивно перемешивается и, контактирует с воздухом, а также подвергается интенсивному окислению. При этом образуются мягкие липкие осадки и абразивные продукты глубокого окисления типа карбенов и карбидов. Таким образом, масло, которое поступает на воздухоохладительные центрифуги системы суфлирования двигателя, содержат 30...60% воздуха. Это, в свою очередь, приводит к вспениванию масла и к ухудшению работы системы смазывания. Попадание вспененного масла на подшипники (особенно подшипники скольжения) создает неблагоприятные условия для образования необходимого масляного клина и ухудшает теплоотдачу охлаждаемых поверхностей.

В зацеплениях и подшипниках главных судовых передач масло работает в умеренных температурных условиях. Обычно температура масла на входе в редуктор составляет 20...40 °С, а на выходе 60...70 °С. Подшипники редуктора воспринимают в несколько раз большие усилия, чем подшипники ГТД. Это требует бесперебойной подачи к ним качественного масла и обеспечения условий смазки подшипников.

Масло, использующееся в системе газовых турбин, находится в особо тяжелых условиях. При контакте с деталями, нагретыми до вы­сокой температуры, оно подвергается интенсивному окислению. Высокая кратность циркуляции в системе и распыливание подающими форсунками усугубляет этот процесс. Большое содержание воздуха снижает их теплоотводящие свойства масла. Все это требует постоянного контроля за качественными характеристиками масла и его периодическую замену.

Эксплуатационные свойства масел характеризуется рядом пока­зателей таких как: вязкость, индекс вязкости, температура застывания, температура вспышки, кислотное число, зольность, содержание водо­растворимых кислот и щелочей, содержание механических примесей и содержание воды.

Вязкость характеризует величину внутреннего трения между его частицами. От вязкости зависит несущая способность масляного кли­на, отвод теплоты, потери на трение в смазываемых узлах, потери на прокачку масла. Поэтому при изменении вязкости на 20...25% от базового значения его необходимо заменить.

Температура вспышки турбинных масел значительно превышает температуру вспышки топлива. С помощью этого показателя легко обнаружить попадание топлива в масло, так как температура вспышки значительно снижается. Если температура вспышки упадет ниже допустимого значения, его необходимо заменить.

Содержание в масле различных органических и неорганических кислот характеризуется кислотным числом, которое выражается в миллиграммах гидроокиси калия на грамм масла (мг КОН на 1г) необходимое для нейтрализации кислот. Содержание кислот должно быть лимитировано, так как неорганические кислоты, вступая во взаимодействия с материалами узлов трения, повышают коррозионную активность, а органические кислоты, которые появляются в масле в результате контакта с кислородом воздуха, увеличивают коррозионную агрессивность масла, способствуя отложению лаков и нагара.

В процессе эксплуатации кислотность устраняют путем промыв­ки масла горячей пресной водой, подаваемой к сепаратору по масля­ной магистрали.

Содержание воды в масле не допускается, так как образуется эмульсия с высоким содержанием воздуха, что способствует окисле­нию масла и увеличивает коррозионную активность содержащихся в масле кислот, кроме того, снижается несущая способность масляного клина. Воду из масла удаляют путем сепарирования.

Механические примеси - нерастворимые вещества органическо­го и неорганического происхождения. При эксплуатации количество этих примесей, растет, что увеличивает коксуемость масла. Примеси удаляются при помощи сепарирования масла.

В процессе эксплуатации ГТД необходимо постоянно контроли­ровать:

- давление масла на выходе из масляного насоса, до и после фильтров;

- уровень масла в масляных цистернах;

- температуру масла поступающего на подшипники, которая должна быть в пределах 35...45°С;

- температуру охлаждающей воды до и после маслоохладителя, перепад которых должен составлять 6...10°С.

Масла, применяемые в ГТУ должны удовлетворять следующим характеристикам:

Вязкость кинематическая, 10 м²/с при температуре:

50° С............................................................... 7-9,6

20°С не более............................................... 30

Кислотное число, мг КОН на 1г масла, не более.......... 0,04

Зольность, %, не более................................ 0,05

Содержание водорастворимых кислот и щелочей отсутствуют

Содержание механических примесей....................... отсутствуют

Содержание воды............................................... отсутствуют

Температура вспышки, °С, не ниже............. 135

Температура застывания, °С, не выше........ - 45

Такими характеристиками обладают следующие марки масел для судовых газовых турбин производство иностранных фирм: Фирма Shell-Turbo T32, Aeroshell 11 Фирма Mobil - D. Т. Е. 724 oil Фирма Castrol-Perfecta T32, Aero CT11 Фирма ВР - Aeroturbine oil 3 Фирма ELF (Antar) - Misola H22.

Дата добавления: 2015-07-20